БИЛЕТ № 6

1. Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гук* нал]

Сила трения — сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел, препятствующая их относительному перемещению, направленная вдоль поверхности соприкосновения.

При соприкосновении твердых тел возможны три вида трения: трение покоя, трение скольжения, трение качения.

Сила трения скольжения всегда направлена в сторону, противоположную относительной скорост и соприкасающихся тел (рис. 6.1).

i Когда возникает движение одного тела по Н01 с

XNNNNNX XX XXN NNN поверхности другого, связи между атомами на 45

первоначально неподвижных тел разрываются, * трение уменьшается. При да^нейшем относи- ния тельном движении тел трение остается посто¬янным и становится меньше силы трения по- - коя. Сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления пря> и, следовательно, силе реакции опоры:

F=\lN9 (

гдец — коэффициент трения скольжения, который меньше коэффициента

трения покоя и зависит от свойств соприкасающихся поверхностей.

Коэффициент трения не зависит от площади соприкасающихся поаерхно- ^ стей и от относительного положения тел. Сила трения зависит от относитель- Mczp ной скорости тел. Эта зависимость состоит в том, что при изменении направ- ма] х ления скорости изменяется и направление силы трения. Трение между сопри- т касающимися телами называют сухим трением. Для уменьшения трения ManiJ применяют смазку. В результате смазки тело движется, соприкасаясь с жид¬костью или газом. В этом случае тоже возникает сила, параллельная поверх- £ ности соприкосновения и направлешгая против движения. Сила жидкого тре¬ния, иногда ее называют силой сопротивления, много меньше сил сухого трения. Например, порой невозможно сдвинуть плот, находящийся на берегу, и довольно легко это сделать, если плот находится в воде.

Дчя уменьшения сил сопротивления движущимся телам придают обте- каемую форму. Обтекаемую форму имеют самолеты, подводные лод си, ск рыбы и животные, обитаемые в воде. При деформации тел изменяются рас- 

стояния между молекулами вещества, в деформи¬рующем теле возникает сила, препятствующая де¬формации.

Сила, вызванная деформацией тел и препятст¬вующая изменению объема тела, называется сшой упругости. Причиной деформации является движение одних частей тела относительно других. Особенность силы упругости состоит в том, что она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел. В пружинах, стержнях и шнурах сила упругости на¬правлена вдоль их осей (рис. 6.2).

трав-

Рис. 6.3

Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела относительно других частиц грхно- НРИ деформации. Эта зависимость носит название закона Гука.

Если тело восстанавливает перво¬начальные формы, то оно обладает упругой деформацией, если не вос¬станавливает — пластической. Рас¬смотрим деформацию растяжения твердого тела (рис. 6.3).

I без-

[иаци-

В любом сечении деформирован- 

ела по иого тсла Действуют силы упругости, препятствующие разрыв}' этого тела омами на части.

!ают я Отношение модуля силы упругости F к площади поперечного сече- ггноси- ния S тела называют механическим напряжением:

с = F/S.

Экспериментально было установлено: при малых деформациях на- влемия пряжение прямо пропорционально относительному удлинению:

о = £|е|.

Относительное удлинение г берется по модулю, так как закон Гука справедлив не только для деформации растяжения, но и для деформации сжатия. В этом случае относительное удлинение будет меньше нуля верхно- Коэффициент пропорциональности входяший в закон Гука, называют ситель- модулем упругости, или модулем Юнга. Модуль Юнга для большинства 15 р материалов определен экспериментально, исходя из последней формулы сопри- м0дуЛЬ Юнга характеризует сопротивляемость материала упругой дефор- трения ма1ШИ растяжения или сжатия.

. I F |А/1

посто- гия по¬

[циента

с жид- поверх- ого тре- сухого . берегу,

получим:

Если в формулу о = подставим а = — и e=i—1

эг обте- ! лодки, тся рас-

Отсюда

S In

5 /о 'о 

 

SE

Обозначим •— = к, тогда F - А]А/|.

пч х хл Таким образом, жесткость к стсржь

г 1 нии дь

прямо пропорциональна произведена

модуля Юнга на площадь поперечног 3

сечения стержня и обратно пропорцииние

нальна его длине. Закон Гука выполняетсего

при небольших деформациях. Максим ал

ное напряжение {рис. 6 4), при которо

О Q РЕ выполняется еще закон Гука, называк Вс

Рис, 6.4 пределом пропорциональности. суд m

Если увеличивать нагрузку, то дефоросуда

мация становится нелинейной, напряжение перестает быть прямо пропо|псрсм<

циональным относительному удлинению. Однако при небольших нелинейна дне

ных деформациях после снятия нагрузки форма и размеры тела практичщорше

ски восстанавливаются (участок АВ диаграммы). По мере увеличения н«увшс.

грузки деформация нарастает быстрее. При некотором значении напряж

ния, соответствующем на диаграмме точке С, удлинение нарастав

практически без увеличения нагрузки. Это явление называют теку честь

материала (участок CD).

От] 1.1

2. Г

3. 1

 

Рис. 6.5

С увеличением деформации кривая напряжений начинает немного во растать и достигает максимума в точке Е. Затем напряжение резко спадае и образец разрушается (точка К)9 т.е. разрыв происходит после того, ка напряжение достигает максимального значения, называемого предело-з.-^^ прочности. Эта величина зависит от материала образца и от качества ет обработки. Тела, не обнаруживающие остаточных деформаций при сравн! тельно больших напряжениях и деформациях, называют упругими.

2. Экспериментальное задание по теме «Магнитное поле»: HI блюден не взаимодействия постоянного магнита и катушки с токе (или обнаружение магнитного поля проводника с током при пом< щи магнитной стрелки) ния ил

В вашем распоряжении имее ^ ' ся проволочная катушка, сосдимгатсл^ тельные провода, разъединится ный ключ, ИСТОЧНИК ПОСТОЯННО!

тока, дугообразный магнит, ми лиамперметр. I j

Соберем электрическую согласно рис. 6.5.

1. Поднесите к висящей и тушке магнит и после этого замкните ключ. Пронаблюдайте движет мотка.

2. Выберите несколько вариантов относительно катушки и магнит;

Е

К

А

—

jm

3. I

{

Укажите направление магнитного поля, направление тока и предполагаемс О движение катушки относительно магнита. 

3. Применив правило правого винта (правило буравчик и правило ле¬вой руки, проверьте правильность предположений о характере и направле-

стсржРщи движения катушки ведени)

:речног з. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий опи- торци(сан||е 0ПЬ1та. Задание на формулировку гипотезы опыта, условий

Х11шетсего проведения и выводов

ссимага

которо Огонь из «ничего»

азывак Возьмем толстостенный сосуд, сделанный из оргстекла (рис. 6 6). Со¬суд имеет диаметр порядка 40 мм и высоту около 160 мм. Вблизи дна ) дсфорсосуда имеется плотно закрывающееся отверстие. Внутри сосуда может пропортсремешаться хорошо пригнанный к стенкам поршень с ручкой. Положим Е1елипе$на дно цилиндра смоченный эфиром кусочек ваты и быстро опустим рактич<поршень вниз. Сквозь стенки прозрачного сосуда мы видим ярко вспых- ения икнувшее пламя. Нагревание воздуха при быстром сжатии нашло примене- апряж\ ние в двигателях Дизеля. В цилиндр двигателя заса-

оастае< ' - сывастся атмосферный воздух, и в тот момент, когда

юго воз спадае* го го, ка тредела^^ц ;ства ег "— i сравш

БИЛЕТ № 7

учестьi fcjffl ' W наступает его максимальное сжатие, туда вспрыски¬вается жидкое топливо. К этому моменту температура

воздуха так велика, что горючее самовоспламеняется Двигатели Дизеля имеют больший коэффициент по¬лезного действия, чем обычные, но более сложны в изготовлении и эксплуатации. Сейчас все большее количество автомобилей снабжается двигателями Рис. 6.6 Дизеля.

Ответьте на вопросы к тексту: ле»: ш ]. Почему опыт не удастся, если воздух в цилиндре сжимать медленно? с TOKOI 2. Почему для проведения опыта берется именно эфир? 1И пом< 3. Какой из двшателей: карбюраторный двигатель внутреннего сгора¬ния или двигатель Дизеля более экологичный? ш HMcei 11очему у двигателей Дизеля больше КПД, чем у карбюраторных дви-

соедишгателей? [инител! ггоянног

ГИТ, МИ1

by Ivan Domanov © 2024